JP3068460B2

JP3068460B2 - 呼吸機能からみた総合的健康管理のための気相系呼吸機能検査システムおよびそれを用いる健康管理の方法

Info

Publication number: JP3068460B2
Application number: JP8116831A
Authority: JP
Inventors: 忠道目黒
Original assignee: Kinki University
Current assignee: Kinki University
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 2000-07-24
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: JPH09299353A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、公衆衛生の分野に
属する。さらに詳しくは、本発明は呼吸機能からみたラ
イフスタイル管理を主体とする総合的健康管理のための
方法およびそのための気相系呼吸機能検査システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】高齢者人口が２１世紀にはさらに増加
し、人口の２５％を越すと推定され、高齢者の疾病もさ
らに増加し、寝たきり老人が１００万を越すと予想され
るため、高齢者に対する保健、医療、福祉の対策が迫ら
れている。したがって、２１世紀における高齢者の健康
の維持増進を考えるとき、２０世紀末から２１世紀初頭
にかけては、特に中高年者を主体として、ガス交換・酸
素消費を含めた呼吸機能（換気、ガス交換、ガス輸送、
代謝）からみた健康の維持増進を図る必要がある。

【０００３】従来、呼吸器の分野で進められてきた呼吸
機能からみた健康管理として塵肺における対策（職業病
対策）があるが、これは呼吸機能障害の進展予防を主体
とするものであり、健康の維持増進を主体とするもので
はない。

【０００４】現在、換気能力、ガス交換機能、呼気ガス
を単独で測定する検査機器は、臨床領域では普及してい
る。また、健康・体力づくりのための体力測定システム
も開発されている。

【０００５】本発明者は、換気能力の指標であるＦＥＶ
_1%（１秒率とも呼ぶ）とＲ_AT（係数勾配指数とも呼ぶ）
とを２次元座標に表示し、その表示位置から気道過敏性
と気道閉塞性を総合的に、同時に、正確に評価する方法
および装置を完成した。特開平７−２２２７３２に、そ
の方法および装置が開示されている。

【０００６】さらに、本発明者は、ＦＥＶ_1%とＲ_ATとを
２次元座標表示し、その２次元座標上に予め設定した健
康管理ゾーンと、座標表示のマッチングから気道閉塞に
かかわるライフスタイル管理のための換気能力を評価す
る方法を見いだした（特願平６−３１７２７２）。

【０００７】本発明者は、別途、最大呼気流量気量曲線
の下行脚を定量的に表し、ガス交換機能を指標であるＣ
Ｏ肺拡散能力と関連づけて３次元表示し、評価できるよ
うな換気、ガス交換機能の総合的方法およびそのための
立体的表示装置を完成した。特開平６−２０５７６１に
その方法および装置が開示されている。

【０００８】さらに、本発明者は、ＦＥＶ_1%とＲ_ATを求
め、呼気データを得る検査体系と実質的に同一の検査体
系データからガス交換機能の指標であるＰ′_CO，Ｐ′
_CO(22)，Ｄ′_LCO，Ｄ′_LCO(22)，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｄ′
_LCO／Ｖ′_A(22)およびＳＰＯ₂を求め、または演算し
て、これらの指標を３次元座標に立体表示し、ライフス
タイル管理のための換気、ガス交換機能を総合的評価す
る方法および装置を完成した。特願平６−３１７２７３
にその方法および装置が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように換気能力、
ガス交換機能等の呼吸機能を評価してライフスタイル管
理に役立てる手法は確立されつつある。しかしながら、
換気機能、ガス交換機能に加えて、代謝機能をも評価
し、総合的に健康管理を行うシステムおよび方法は未だ
知られていない。本発明は、このような事情に鑑みてな
されたものであり、呼吸機能（特に代謝機能を含めて）
からみたライフスタイル管理を主体とする総合的健康管
理のための気相系呼吸機能検査システムおよびそれを利
用して総合的健康管理を行う方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、被験者
の換気機能指標および／またはガス交換機能指標を測
定、演算、解析、表示する演算処理部を備える第１検査
手段と、前記演算処理部に接続されていてもよく、被験
者の代謝機能指標を測定、演算、表示する第２検査手段
と、第２検査手段に接続され、被験者がその上で運動す
る運動負荷手段と、被験者のガス輸送機能指標を測定、
演算する第３検査手段とを含むことを特徴とする呼吸機
能からみた総合的健康管理のための気相系呼吸機能検査
システムが提供される。前記気相系呼吸機能検査システ
ムは、下記の各手段のうち１つ以上をさらに含むことが
できる。（１）被験者の換気機能指標を測定、演算、解析、表示
する第４検査手段；（２）被験者の筋力を測定する筋力測定手段；（３）被験者の運動時の血圧を測定する血圧測定手段。好ましくは、被験者の筋力が握力であることを特徴とす
る。ここで好ましくは、換気機能指標がＦＥＶ_1%または
Ｒ_ATであり、ガス交換指標がＤ_LCO，Ｄ_LCO／Ｖ_A，Ｄ′
_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_CO(22)，およびＤ′_LCO／Ｖ′_A(22)か
ら成る群より選ばれる１種以上であり、代謝機能指標が
Ｖ′_O2，Ｖ′_CO2，ＡＴおよびＲから成る群より選ばれ
る１種以上であり、そしてガス輸送機能がＳＰＯ₂であ
る。さらに好ましくは、ガス交換指標が、Ｐ′_CO(22)ま
たはＤ′_LCO／Ｖ′_A(22)である。好ましくは、前記気相
系呼吸機能検査システムにおいて、運動負荷手段がトレ
ッドミル負荷装置またはエルゴメータ負荷装置である。

【００１１】また本発明によれば、（ａ）３次元直交座
標系のＸ軸正方向を第１換気機能指標とし、Ｘ軸負方向
をガス輸送機能指標とし、Ｙ軸正方向を第２換気機能指
標とし、Ｙ軸負方向を代謝機能指標とし、Ｚ軸正方向を
ガス交換指標とし、Ｚ軸負方向を筋力として呼吸機能の
関わる３次元空間を形成すること、（ｂ）前記３次元空間を８分割し、Ｘ軸正、Ｙ軸正、Ｚ
軸正方向で囲まれる分割空間を第１空間とし、Ｘ軸正、
Ｙ軸正、Ｚ軸負方向で囲まれる分割空間を第２空間と
し、Ｘ軸正、Ｙ軸負、Ｚ軸正方向で囲まれる分割空間を
第３空間とし、Ｘ軸正、Ｙ軸負、Ｚ軸負方向で囲まれる
分割空間を第４空間とし、Ｘ軸負、Ｙ軸正、Ｚ軸正方向
で囲まれる分割空間を第５空間とし、Ｘ軸負、Ｙ軸正、
Ｚ軸負方向で囲まれる分割空間を第６空間とし、Ｘ軸
負、Ｙ軸負、Ｚ軸正方向で囲まれる分割空間を第７空間
とし、そしてＸ軸正、Ｙ軸負、Ｚ軸負方向で囲まれる分
割空間を第８空間とすること、（ｃ）被験者の呼気データから、第１換気機能指標、第
２換気機能指標、ガス交換指標、ガス輸送機能指標、代
謝機能指標を各々求め、前記指標および被験者の筋力値
を前記３次元直交座標系に３次元座標表示し、被験者の
属する空間を同定すること、そして（ｄ）３次元座標表示された結果および前記被験者の属
する空間の特性から被験者が呼吸機能を総合的に評価す
る以上の（ａ）〜（ｄ）のステップから成ることを特徴
とする呼吸機能からみた総合的健康管理の方法が提供さ
れる。ここで好ましくは、第１換気機能指標がＲ_AT、第
２換気機能指標がＦＥＶ_1%、ガス交換機能指標が
Ｄ_LCO，Ｄ_LCO／Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_CO(22)およ
びＤ′_LCO／Ｖ′_A(22)から成る群より選ばれ、代謝機能
指標がＶ′_O2，Ｖ′_CO2，ＡＴおよびＲから成る群より
選ばれ、ガス輸送機能指標がＳＰＯ₂である。さらに好
ましくは、ガス交換機能指標がＰ′_CO(22)またはＤ′
_LCO／Ｖ′_A(22)であり、代謝機能指標がＶ′_O2である。
好ましくは、被験者の筋力が握力である。

【００１２】本発明に従えば、前記の呼吸機能からみた
総合的健康管理の方法において、前記（ｃ）ステップの
代わりに、（Ｃ′１）被験者の呼気データからＲ_AT，ＦＥＶ_1%を求
めさらに、前記指標をＸ軸−Ｙ軸平面に２次元表示し、
そして（Ｃ′２）前記２次元座標面上に予め設定した（Ａ）健
康、（Ｂ）ライフスタイル管理、（Ｃ）スクリーニング
および（Ｄ１−３）疾病管理の各ゾーンから成る健康管
理ゾーンとステップ（Ｃ′１）で得られる２次元座標表
示のマッチングを行い、その結果が（Ａ）ゾーンである
とき、前記指標および被験者の筋力値を第２空間に３次
元座標表示すること、以上の（Ｃ′１）および（Ｃ′
２）から成るステップを実行することができる。

【００１３】本発明に従えば、前記の呼吸機能からみた
総合的健康管理の方法において、前記（ｃ）ステップの
代わりに、（Ｃ″１）被験者の呼気データからＲ_AT，ＦＥＶ_1%を求
め、前記指標をＸ軸−Ｙ軸平面に２次元表示し、そして（Ｃ″２）前記２次元座標面上に予め設定した（Ａ）健
康、（Ｂ）ライフスタイル管理、（Ｃ）スクリ−ニング
および（Ｄ１−３）疾病管理の各ゾーンから成る健康管
理ゾーンとステップ（Ｃ′′′１）の２次元座標表示の
マッチングを行い、その結果が（Ｂ）ゾーンであると
き、さらに被験者の呼気データからＰ′_CO(22)および／
またはＤ′_LCO／Ｖ′_A(22)を求め、いずれか一方の指標
を前記指標と合わせて第１空間に３次元座標表示するこ
と、以上の（Ｃ″１）および（Ｃ″２）から成るステッ
プを実行することができる。前記（Ｃ″２）ステップ
で、さらに筋力値を第２空間に３次元座標表示すること
ができる。

【００１４】本発明に従えば、前記の呼吸機能からみた
総合的健康管理の方法において、前記（Ｃ）ステップの
代わりに、（Ｃ′′′１）被験者の呼気データからＲ_AT，ＦＥＶ_1%
を求め、前記指標をＸ軸−Ｙ軸平面に２次元表示し、そ
して（Ｃ′′′２）前記２次元座標面上に予め設定した
（Ａ）健康、（Ｂ）ライフスタイル管理、（Ｃ）スクリ
−ニングおよび（Ｄ１−３）疾病管理の各ゾーンから成
る健康管理ゾーンとステップ（Ｃ′′′１）の２次元座
標表示のマッチングを行い、その結果が（Ｃ）または
（Ｄ１−３）ゾーンであるとき、さらに被験者の呼気デ
ータからＰ′_CO(22)および／またはＤ′_LCO／
Ｖ′_A(22)、ならびにＶ′_O2および／またはＡＴ、加え
てＳＰＯ₂を求め、各々の指標を（ｂ）ステップで形成
した対応する空間に３次元座標表示すること、以上の
（Ｃ′′′１）および（Ｃ′′′２）から成るステップ
を実行することができる。前記（Ｃ′′′２）ステップ
でさらに筋力値を第２空間、第４空間、第６空間、第８
空間の１つ以上の空間に３次元座標表示することもでき
る。

【００１５】

【００１６】本明細書中用いる「呼吸機能」とは大別し
て、「換気機能」、「ガス交換機能」、「ガス輸送機
能」、「代謝機能」に分類される。「換気機能」の指標
としては、ＦＶ（最大流量気流量曲線）解析およびＶＴ
（最大努力性呼出曲線）解析を通して得られる％ＶＣ，
ＦＥＶ_1%（１秒率），Ｒ_AT（係数勾配指数），ｄＶ／ｄ
Ｆ等が挙げられる。「ガス交換機能」の指標としては、
Ｄ_LCO，Ｄ_LCO／Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_CO(22)，
Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)等が挙げられる。「ガス輸送機能」
の指標としては、ＳＰＯ₂が挙げられる。「代謝機能」
の指標としては、Ｖ′_O2，Ｖ′_CO2，Ｒ（ガス交換比、
Ｖ′_CO2／Ｖ′_O2），ＡＴ、さらに運動消費エネルギー
（Ｅ₁）および１日消費推定エネルギー（Ｅ₂）等が挙げ
られる。「呼吸機能」における前記の各機能の相関関係
は、図１に示されるとおりである。さらに、具体的に
「換気機能」は、素因変化（気道過敏性）、形態的変化
（気道および肺胞）、過膨張、末梢気道閉塞等の健康管
理上の問題点に関連がある。「ガス交換機能」は、総合
ガス交換能力を表し、末梢組織における酸素消費要求度
と関連がある。「ガス輸送機能」は、末梢組織へのＯ₂
の輸送性と関連がある。「代謝機能」は酸素消費量、運
動（活動）消費エネルギーと関連がある。

【００１７】本発明に従う呼吸機能からみた総合的健康
管理のための方法および気相系呼吸機能検査システムを
図２〜図５を参照してさらに詳しく説明する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の気相系呼吸機能
検査システムの概略構成を示すブロックダイヤグラムで
ある。図中、１は被験者の換気機能指標およびガス交換
機能指標を測定、演算、解析、表示できる第１検査手段
を、２は被験者の代謝機能指標を測定、演算、解析、表
示できる第２検査手段を、３は被験者のガス輸送機能指
標を測定、演算、表示できる第３検査手段を、４は運動
負荷手段を、５は運動時血圧を測定する血圧測定手段
を、６は筋力の測定手段を表す。７は換気機能指標を測
定、演算、解析、表示できる第４検査手段を表す。図２
のブロックダイヤグラムは各手段の接続状態の一例を示
すが、他の接続モードも可能である。

【００１９】この例では、被験者から得られた測定デー
タの演算、解析が必要な各手段は、それ自身データを処
理する演算処理部を備えていてもよいが、各手段からデ
ータを第１検出手段１の演算処理部１ａに転送し、そこ
で演算処理できる構成となっている。データの表示につ
いても同様に、各手段が表示する表示部を各々備えてい
てもよいが、データならびにそれから演算された様々な
呼吸機能指標を一括して、演算処理部１ａが処理後、表
示部（あるいは印刷）する構成としてもよい。

【００２０】第１検査手段１が、換気機能手段を測定、
演算、解析、表示できるので、同様の機能を有する第４
検出手段７は、本発明の気相系呼吸機能検査システムに
必須ではないが、後述するように、第１検査手段１と補
足的に第４検査手段７を用いることが好ましい。

【００２１】第１検査手段１に対応する検査、測定装置
は、エアロメータＳ／９（商品名）としてミナト医科学
株式会社より、第２検査手段２に対応する検査、測定装
置はエアロメータＡＥ−２８０（商品名）としてミナト
医科学株式会社より、第３検査手段３に対応する検査、
測定装置はパルスオキシメータ（商品名）として日本光
学株式会社より、血圧測定手段５に対応する血圧計はＥ
ＢＰ−３００としてミナト医科学株式会社より市販され
ている。筋力測定手段５の一例である握力計はディジタ
ル握力背筋測定器および握力用アタッチメントとして竹
井機器工業株式会社より市販されている。運動負荷手段
４の一例である自転車エルゴメータは、エルゴメーター
２３２Ｃ_XLとしてコンビ株式会社より市販されている。

【００２２】第４検査手段７の詳細な構成は、前記特願
平６−３１７２７３に記載されている。後述の実施例、
特に図１５を参照。すなわち、第４検査手段７は、スパ
イロメータ、メモリ、各種演算部等から成り、スパイロ
メータで測定した被験者の呼気データをＦＶ曲線に描き
出す。このＦＶ曲線の下行脚、および呼気データに基づ
いて演算部が、換気機能指標のうち、たとえばＦＥ
Ｖ_1%、Ｒ_ATを演算し、必要ならばこれらを第４検査手段
７にグラフ表示する。

【００２３】第１検査手段１の詳細な構成も、特願平６
−３１７２７３に記載されている。後述の実施例、特
に、図１９、２０を参照。すなわち、第１検査手段１
は、スパイロメータ、メモリ、ガスミキシングバック、
各種演算部等から成り、第４検査手段７と同様にＦＥＶ
_1%、Ｒ_ATが演算できるとともに、ガス交換機能指標のう
ち、たとえば、Ｐ′_CO、Ｄ′_LCO，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A、
Ｄ′_LCO／Ｖ_A、Ｐ′_CO(22)をガス分析から求めることが
できる。これらのいずれの指標も第１検査手段１上に表
示することができる。

【００２４】第１検査手段１、第４検査手段７を用い
て、換気機能指標、ガス交換機能指標を測定、演算する
方法も特願平６−３１７２７３に詳細に解説されてい
る。後述の実施例を参照。

【００２５】本発明に従えば、さらに、第３検査手段３
を用いてＶ′_O2（酸素摂取量）、Ｖ′_CO2（炭酸ガス排
出量）の測定を行うことができる。

【００２６】図３に、breath-by-breath法による
Ｖ′_O2，Ｖ′_CO2測定装置の一例の全体の系統図（ブロ
ックダイヤグラム）を示す。このようなＶ′_O2，Ｖ′
_CO2測定装置２０は、本発明の気相系呼吸機能検査シス
テムの主要部分を構成する。

【００２７】被験者１０は、まず運動手段であるトレッ
ドミル１１上に乗り、口にマウスピース１２（またはマ
スク）を加えながら前方進行運動（歩く、または走る）
を行う。トレッドミル１１には、運動負荷装置１３が設
けられており、被験者１０が選択する運動負荷レベル
（運動モード）に基づいて適当な運動負荷を被験者１０
に供給する。通常、運動モードは被験者１０がその上を
歩行または走るベルト（図示せず）の回転速度または傾
斜角度に反映され、被験者１０に負荷される。運動中の
被験者１０の呼気は、サンプリングチューブ１４を経て
フローセンサ１５と赤外線式ＣＯ₂センサ１６に分配さ
れる。赤外線式ＣＯ₂センサ１６において、赤外線吸収
法により呼気中の炭酸ガス分子波長域の光が検出され、
電気的に増幅されて、炭酸ガス濃度が検出される。赤外
線式ＣＯ₂センサ１６を通過した呼気は、続いてジルコ
ニア式Ｏ₂センサ１７に導かれ、そこでジルコニアセン
サにより酸素濃度が検出される。前記センサ１５，１６
で実測された酸素濃度、炭酸ガス濃度データは、一旦マ
イクロコンピュータ１８に送られる。一方、呼気の一部
は赤外線式ＣＯ₂センサ１６と並列に接続されたフロー
センサ１５を通過し、そこで呼気の流量が測定され、流
量データもマイクロコンピュータ１８に送られる。

【００２８】マイクロコンピュータ１８は、呼気の流量
に対するセンサ１６，１７の時間遅れを補正し、Ｖ′_O2
およびＶ′_CO2を演算する。Ｖ′_O2，Ｖ′_CO2値は、ディ
スプレス１９に表示されるか、アナログ信号出力、プリ
ンタ出力、シリアルデータ出力等の他の出力手段で出力
される。前記と同様な過程を経てＶ′_E（換気量）も算
出される。これらの測定値からガス交換比Ｒも求めるこ
とができる。

【００２９】さらに、呼気ガス分析によってＡＴ（嫌気
性代謝閾値）も決定できる。ＡＴは「有酸素性エネルギ
産生に無酸素性エネルギ産生機構が加わった時点の運動
時Ｖ′_O2のレベル」として定義され、筋肉中や動脈血中
における乳酸濃度や、乳酸／ピルビン酸比の増加を反映
する。ＡＴは、Ｖ′_E対Ｖ′_O2およびＶ′_CO2対Ｖ′_O2の
プロットにより決定できる。ＡＴは特に心不全の重症
度、リハビリテーションや運動療法の運動処方、効果判
定などに有用な指標でもある。

【００３０】本発明に従って、被験者の呼吸機能（換
気、ガス交換、ガス輸送および代謝機能さらに筋力を含
めて）を総合的に評価するには、３次元直交座標系を利
用して、呼吸機能に関する３次元空間を形成して、これ
を複数に分割して、被験者の呼吸機能指標を３次元座標
表示（プロット）し、被験者の属する分割空間の特性と
座標表示の結果に基づいて実施する。

【００３１】この呼吸機能による総合的評価に先立ち、
被験者の一群から健康調査表の提出を求めるとともに換
気機能を検査する。このためには、第４検査手段７を用
いてＦＶ測定後、ＦＶ波形の解析を行い、換気機能指
標、たとえばＦＥＶ_1%、Ｒ_ATを求める。この目的のため
に、第４検査手段７の代わりに第１検査手段１を用い
て、換気機能指標を求めることもできる。

【００３２】ここで、このようなＦＥＶ_1%。Ｒ_AT等の換
気機能指標、加えて筋力の評価を併せて、「１次呼吸機
能の評価」と呼ぶ。換気機能指標を用いた２次元的健康
管理の方法については、特願平６−３１７２７２に詳述
されているが、以下に簡単に述べる。詳細については後
述の実施例を参照。

【００３３】ＦＶ波形の解析の結果、得られたＲ_AT、Ｆ
ＥＶ_1%を各々Ｘ軸、Ｙ軸にプロット（２次元表示）す
る。ＦＥＶ_1%としてＦＥＶ（ｇ）（努力肺治量１秒率）
を採用し、Ｙ軸にプロットした一例が図４に示される。
この２次元表示と同一の平面上に、表１に示す健康状態
区分（ゾーン）をＹ軸に沿って表示する。

【００３４】

【表１】

【００３５】ここで言うライフスタイルとは、たとえば
栄養（食習慣、食事量、緑黄種）、肥満、飲酒、運動、
筋力、喫煙、職業、ストレス等が挙げられる。

【００３６】健康状態ゾーン表示は、前記の２次元表示
の上に重ねて表示してもよいし、また予めゾーン表示を
行い、その上に前記の２次元表示を重ねてもよい。

【００３７】たとえば被験者の２次元表示データがゾー
ンＡにあれば、その被験者は健康であると判定されるの
で、ガス交換機能、ガス輸送機能、および／または代謝
機能を必ずしも検査する必要はない。しかし、念のた
め、これらの機能をさらに検査してもよい。

【００３８】被験者の２次元表示データがゾーンＢ以
下、すなわちＢ，Ｃ，Ｄ１−３にあれば、表１に示すよ
うに被験者の健康管理を徹底する必要があり、ガス交換
機能（２次呼吸機能とも呼ぶ）、さらにガス輸送機能、
代謝機能（併せて３次呼吸機能とも呼ぶ）の検査、評価
を行う。２次呼吸機能および／または３次呼吸機能の評
価には、前述の３次元的表示を利用する。

【００３９】これにはまず、３次元直交座標のＸ，Ｙ，
Ｚ軸を図５に示すように定義する。すなわち、Ｘ軸正方
向（Ｘ１）に第１換気機能指標を、Ｘ軸負方向（Ｘ２）
にガス輸送機能指標を、Ｙ軸正方向（Ｙ１）に第２換気
機能指標を、Ｙ軸負方向（Ｙ２）に代謝機能指標を、Ｚ
軸正方向（Ｚ１）にガス交換指標を、Ｚ軸負方向（Ｚ
２）に筋力を座標表示する。このように座標表示された
３次元空間を座標軸に従って、下記表２のように８分割
する。

【００４０】

【表２】

【００４１】分割された空間１〜８は各々、表２のよう
に特徴づけられる。さらに、より具体的に第１換気機能
指標としてＲ_ATを、第２換気機能指標としてＦＥＶ
_1%を、ガス交換指標としてＰ′_CO(22)（一酸化炭素分圧
較差、酸素消費量要求度）またはＤ′_LCO／Ｖ′
_A(22)（一酸化炭素拡散能力）をガス輸送指標としてＳ
ＰＯ₂ を、代謝指標としてＶ_O2を、筋力として握力を取
ると前記座標軸は、表３のように表される。

【００４２】

【表３】

【００４３】なお、図４のような２次元表示を表３の座
標軸系に従って、図５に移すには、Ｘ₁軸上のＲ_ATは−
１．０（原点）〜１．０としてプロットする必要があ
る。

【００４４】３次元座標表示の一例として、被験者の２
次元表示データがゾーンＡにあれば、続いて、被験者の
筋力（握力）を筋力測定手段６によって測定する。得ら
れた値をＺ２軸にプロットすると、前記ＦＥＶ_1%、Ｒ_AT
のプロットと併せてこの被験者は第２空間に位置するこ
とがわかる。

【００４５】被験者の２次元表示データがゾーンＢにあ
れば、その被験者はライフスタイル管理が必要であると
判定される。そこで、被験者のガス交換機能を第１検査
手段１で検査する。このとき、再度換気機能（ＦＥ
Ｖ_1%、Ｒ_AT）を第１検査手段１で検査、評価してもよ
い。得られたガス交換機能指標、たとえばＰ′_CO(22)ま
たはＤ′_LCO／Ｖ′_A(22)をＺ１軸にプロットする。な
お、Ｐ′_CO(22)、Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)はそれぞれ標準体
重規準化した数値である。したがって、この被験者は前
記ＦＥＶ_1%、Ｒ_ATのプロットと合わせて第１空間内で比
較、評価が可能となる。さらに筋力（握力）の測定を経
て、第２空間内での評価も行う。具体的には、各座標位
置により、医師と被験者は、肺の換気機能およびガス交
換機能を把握して総合的に評価することが可能となる。
すなわち評価結果を素因、病態、環境要因、生活習慣
（第１空間）といった人間生態学的観点と関連づけた把
握、評価をして保健指導することができる。換気機能の
みならずガス交換機能（特に酸素消費を反映する指標）
をも採用することにより、酸素消費を基本とする生活習
慣を関連づけて評価することが可能ともなる。たとえば
Ｐ′_CO(22)は肥満度、飲酒習慣、運動習慣といった酸素
消費を前提とするライフスタイルとの相関が認められ
る。すなわちライフスタイルの変化に対応してＰ′
_CO(22)値が変化する。そこで医師は被験者のＰ′_CO(22)
値の変化から、ライフスタイルの改善に対応した有効な
指導を行いうる。

【００４６】このように医師にとっては、被験者のため
の適確な診断および保健指導を行うことができ、たとえ
ば被験者がたばこを止めるべきであるとか、仮にたばこ
を吸っていても、野菜を多く摂取しているとき、換気機
能あるいはガス交換機能は低下しないので、そのような
患者の個別的な保健指導を細かく行うことができるよう
になる。

【００４７】また被験者にとっては、医学的知識がなく
ても、被験者自身の換気機能およびガス交換機能の把握
と理解ができ、主体的、積極的なライフスタイル改善の
一助にすることができる。

【００４８】被験者の２次元表示データがゾーンＣにあ
れば、その被験者はスクーニングが必要であると判定さ
れる。さらに、２次元表示データがＤ１−３にあれば、
その被験者は疾病管理が必要であると判定される。これ
らの場合、ゾーンＢの場合と同様に、被験者のガス交換
機能を第１検査手段１で検査する。ここで、再度換気機
能（ＦＥＶ_1%、Ｒ_AT）を第１検査手段１で検査、評価し
てもよい。得られたガス交換機能指標Ｐ′_CO(22)または
Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)をＺ１軸にプロットとし、第１空間
内で被験者の位置を評価する。さらに、第３検査手段３
で被験者のガス輸送機能（ＳＰＯ₂ ）を測定し、Ｘ２軸
にプロットする。そうすると、Ｘ２軸（ＳＰＯ₂ ）、Ｙ
１軸（ＦＥＶ_1%）、Ｚ１軸（Ｐ′_CO(22)）で囲まれる第
５空間で、その特性（表２）から被験者の評価ができ、
適切な指導（治療）も行える。別途、被験者を運動負荷
手段４上で運動負荷をかけて運動させ、第２検査手段３
を用いて代謝機能を指標、たとえばＶ′_O2を測定し、Ｙ
２軸にプロットする。そうすると、Ｘ２軸（ＳＰＯ
₂ ）、Ｙ２軸（Ｖ′_O2）、Ｚ１軸（Ｐ′_CO(22)）、で囲
まれる第７空間で、その特性（表２）から被験者の評価
ができ、適切な指導（治療）が行える。同様に、Ｘ１軸
（Ｒ_AT）、Ｙ２軸（Ｖ′_O2）、Ｚ１軸（Ｐ′_CO(22)）で
囲まれた第３空間で、その特性から被験者の評価を行う
ことも可能である。さらに、筋力（握力）の測定を経
て、第２空間、第４空間、第６空間、第８空間内での評
価を行いうる。

【００４９】被験者から得られる各機能指標に時間依存
性があるとき、すなわち運動時の指標を経時的に検査、
測定すると、得られる３次元座標表示も点ではなく３次
元関数となる。

【００５０】以上のように健康管理ゾーンとＲ_AT、ＦＥ
Ｖ_1%の２次元表示とのマッチングから段階的に換気、ガ
ス交換機能、さらにはガス輸送機能、代謝機能を評価し
て、総合的健康管理を行う方法を詳説してきたが、この
方法において機能指標の測定、検査の順序を変更するこ
とも可能である。また、被験者の１次呼吸機能の２次元
表示がゾーンＡまたはＢにある場合、３次呼吸機能（筋
力以外）の検査を行わなかったが、後者の機能を検査
し、３次元座標表示を実施し、評価することも可能であ
り、これら可能なすべての変更、修正を含む方法も本発
明の呼吸機能からみた総合的健康管理の方法の技術的範
囲に包含される。

【００５１】本発明の一部には、特定の代謝機能からみ
た健康管理の方法も含まれる。

【００５２】本発明によれば、前述の代謝機能指標以外
に１日消費推定エネルギーを算出して代謝機能指標のう
ち最も重要な指標として使用する。

【００５３】本発明以前にも、１日消費推定エネルギー
の算出の試みは行われてきた。しかしながら、これは主
に１日消費推定エネルギーから１日所要の栄養量を逆算
し、それを満たすために摂取する食物を決定する、いわ
ゆる栄養指導に関してであった。

【００５４】このような従来技術によれば、１日消費推
定エネルギ（Ｅ₃）は次式（１）で表される。「図説、
運動の仕組みと応用」中野昭一編、医歯薬出版（株）、
２３６頁（１９９３年）参照。

【００５５】Ｅ＝Ｂ（１．２５Ｒ＋０．９５Ｓ）＋ＢΣ（ＲＭＲ）Ｔ …（１）ただし、Ｅ：１日消費推定エネルギー（ｋｃａｌ）Ｂ：基礎代謝量（ｋｃａｌ／時間）Ｓ：睡眠時間Ｒ：２４次間−睡眠時間Ｔ：それぞれの生活作業時間ＲＭＲ：エネルギー代謝量さらに式（１）中の基礎代謝量Ｂは、式（２）から求め
られる。

【００５６】Ｂ＝ｂ×ａ（ｋｃａｌ／時間） …（２）ただし、ａ：身長、体重によって概算されるｂ：性、年齢別基礎代謝基準値したがって、式（１）および式（２）中の既知パラメー
タ値（たとえば、いろいろな運動のエネルギー代謝率）
を用いて被験者の特定の１日消費推定エネルギー
（Ｅ₃）が計算できる。前掲の総説によれば、被験者が
３０歳の男性（身長１６８ｃｍ、体重６２ｋｇ、基礎代
謝６３．１ｋｃａｌ／時間）で下記表１のような生活様
式で１日を過ごすとすれば、１日消費推定エネルギ（Ｅ
₃）は、Ｅ＝６３．１ｋｃａｌ／時間（１．２５×１７
時間＋０．９５×７時間）＋６３．１ｋｃａｌ／時間
（０．３×１１時間＋２．４×１時間＋１．０×１．５
時間＋１．８×０．５時間＋０．２×３時間）＝２３０
９．５ｋｃａｌとなる。

【００５７】

【表４】

【００５８】このようにして、１日消費推定エネルギー
（Ｅ₃）を計算することの問題点は、計算式中（たとえ
ば式（１）および式（２））のパラメータに概算値がほ
とんど用いられているということである。また、被験者
を身長、体重から仮想、平均的な人間として仮定してい
るため、代謝機能の低下している疾病者または代謝機能
異常者（肥満症、糖尿病患者等）については、被験者の
代謝機能の個体差等が考慮に入れられていない。

【００５９】しかしながら、これと対照的に、本発明の
気相系呼吸機能検査システムを用いると、被験者の代謝
機能を確実に反映した被験者個人に特有の１日消費エネ
ルギー（Ｅ₂）をかなりの正確度で測定、算出すること
ができる。被験者をトレッドミルまたは自転車エルゴメ
ータ等の運動手段上で運動させると、被験者のＶ′_O2が
実測できることは前述のとおりである。このＶ′_O2値の
（ｌ／ｍ）単位は、運動消費カロリーとして４．８〜
５．０ｋｃａｌ／ｍに対応する。したがって、運動手段
上で運動を行った被験者の単位時間あたりの運動消費エ
ネルギー（Ｅ₁）が実測Ｖ′_O2値から計算できる。

【００６０】そこで、本発明の気相系呼吸機能検査シス
テムを使用して、１日消費推定エネルギー（Ｅ₂）を求
めるには、被験者の１日の生活様式に基づく適当な段階
数（たとえば４〜６段階）の運動モードを設定し、各モ
ードについてそれぞれに対して適切な運動負荷量を決定
する。一例として、前述の表１に得られたように１日の
生活様式を各項目に区分し、各々に対応する運動モード
を設定してもよい。次いで、このようにして区分化した
１日の生活様式に基づいて、各モードの所要時間を割出
す。この作業も表１のように区分化された生活様式に対
応する時間として算出できる。ここで全てのモードの合
計時間を１５分〜３０分程度の範囲の時間に設定する。
このようにして求めた各運動モード、各モードの所要時
間、各モードに対して設定される運動負荷量を本発明の
気相系呼吸機能検査システム、特に運動手段１１および
運動負荷装置１３にプログラムする。被験者１０が運動
手段１１上で、このプログラムに従い、運動負荷をかけ
られたまま運動を所定時間行うと、本発明の気相系呼吸
機能検査システムは、前述の原理に基づいて被験者１０
の呼気中の酸素濃度を分析し、運動消費エネルギー（Ｅ
₁ ）を演算し、これをディスプレイ１９に表示する。す
なわち、被験者１０のプログラムされた１サイクル（所
定時間）の運動が終了すると、被験者が所定時間に消費
した運動消費エネルギー（Ｅ₁ ）が演算、累積され、前
記検査システムに表示されるわけである。

【００６１】このようにして表示された運動消費エネル
ギー（Ｅ₁ ）は、被験者の１日の生活様式を短く設定さ
れた所定時間（たとえば、２０分間）に凝縮したもので
あり、その運動消費エネルギー（Ｅ₁ ）値を２４時間と
して較正すると、被験者の１日消費推定エネルギー（Ｅ
₂ ）が算出できる。要するに、本発明に従えば、気相系
呼吸機能検査システムを用いて、被験者１０に運動負荷
にかけることにより、被験者の１日の生活様式をシュミ
レート（模擬試験）することになる。このようにして求
められた１日消費推定エネルギー（Ｅ₂ ）は、前記の従
来技術で求められた１日消費推定エネルギー（Ｅ₃ ）に
比較して、被験者の実測代謝機能値に基づいて消費エネ
ルギーが算出されているため、格段と信頼性が向上され
ており、代謝機能の著しく低下している被験者の個体差
が１日消費推定エネルギーに充分反映されている。

【００６２】本発明において、得られた被験者の１日消
費推定エネルギー（Ｅ₂ ）は、被験者のライフスタイル
の管理および健康管理等の保健指導を行う上で重要な指
標となる。

【００６３】したがって１日消費推定エネルギー（Ｅ
₂ ）に基づいて栄養、肥満、運動について、たとえば、
被験者にとって適切な栄養所要量を助言できるし、また
被験者の栄養摂取量が１日消費推定エネルギー（Ｅ₂ ）
量よりも過多であれば、そのような被験者に対して適切
な運動処方を施すこともできる。

【００６４】換気機能指標およびガス交換機能指標を生
活習慣と結びつけて健康管理を行う具体的手法について
既に解説したが、ガス輸送機能指標、代謝機能指標を含
めて総合的に健康管理を行うには、下記の表５にあるよ
うに各呼吸機能指標と生活習慣を関連づけて評価すれば
よい。

【００６５】

【表５】

【００６６】本発明に従う気相系呼吸機能検査システム
を用いる被験者の呼吸機能の検査は、たとえば検診方
式、ドック方式、精検方式、個別検査方式等で実施し得
る。これらの検査方式のうち、どれが被験者にとって適
切かは、換気機能指標、ガス交換機能指標を予備的に評
価して、医師は被験者に対してそれぞれ適切な検査方式
を助言することもできる。

【００６７】本発明の呼吸機能からみた健康管理の方法
は、被験者（一個人）の管理のみならず、一群の被験者
（集団）の管理にも適用可能であり、その場合、検出・
測定データを常法に従って統計処理（重回帰分析、判別
分析）すればよい。

【００６８】

【実施例】以下実施例でもって本発明に従う、呼吸機能
の２次元座標表示、および３次元座標表示の一部につい
てより具体的に説明する。

【００６９】１．ＦＶ波形の合成図６は、被験者の呼気のＦＶ曲線を求めるためのスパイ
ロメータなどの電気的構成を示すブロック図である。肺
機能が検査されるべき被験者は、たとえば立位で、でき
るだけ多く吸気し、鼻をおさえ口に管１２１をくわえ
て、できるだけ早く呼気を流量計１２２に供給する。マ
イクロコンピュータなどによって実現される処理回路１
２３は、流量計１２２の出力に応答し、その流量と気量
とを時間の経過に伴って演算して記憶し、その結果を陰
極線管または液晶表示素子などを用いた目視表示手段１
２５に表示するとともに必要があれば記録紙１２７に記
録する。

【００７０】一方、処理回路１２３は、流量計１２２か
ら送られるデータの代わりに、予め記録紙１２７に描か
れた流量気量曲線を、デジタイザなどの読取装置１２８
で読取り数値化されたデータを取込むことも可能であ
る。流量は、たとえば気量１０ｍｌ毎に、それに要する
時間が計測され、流量の計算が行われる。

【００７１】図７は、図６に示される処理回路１２３の
動作を説明するためのフローチャートである。ステップ
ｍ１からステップｍ２に移り、流量計１２２によって測
定された流量の時間経過を測定し、次のステップｍ３に
おいて気量と流量とを対応付けてメモリ１２４にストア
する。ステップｍ４で流量、気量をグラフ化し、ステッ
プｍ５でこれらを記録紙１２７上に記録する。ステップ
ｍ６で前記一連の操作を終了する。

【００７２】図８は、上記のようにして求められたＦＶ
曲線の模式的な例であり、流量Ｆ（ｌ／秒）を縦軸に、
気量Ｖ（ｌ）を横軸にとる。流量は、初期の短時間に急
速に増大し、流量最大値ＰＥＦＲに達し、その後は比較
的緩やかに最大呼気位の残気量点Ｂ（ＲＶ）まで低下す
る。この流量最大値ＰＥＦＲから点Ｂまでの範囲が下行
脚と呼ばれ、被験者の気道の状態によって曲線１０１〜
曲線１０４のように変化する。たとえば、曲線１０４を
描く被験者は、鼻アレルギー患者であることが多い。

【００７３】本発明に係るＦＶ波形解析のためのＦＶ波
形の合成方法について、図９の別な模式的ＦＶ曲線を用
いて詳しく説明する。

【００７４】曲線１０１は、図８と同様、最大吸気から
最大呼出するときのＦＶ曲線（ここでＦＶとも略す）を
表す。曲線１０５は安静吸気（通常の状態）から最大呼
出するときのＦＶ曲線（ここでＧＶとも略す）を表す。
曲線１０１と曲線１０５の交差点１０６，１０７間で
は、流量はＧＶ＞ＦＶであり、交差点１０６，１０７に
おいて、ＦＶとＧＶが流量において、ほぼ等しい。曲線
１０１上の点１０８は、呼気が中断され、流量が急速に
低下する点を示す。被験者が息切れを起こしたり、咳込
むときなどに該当する。終点１０９は最大呼気位の残気
量を表し、点１１０は安静呼気位の残気量を表すＧＶの
終点で、横軸上ＦＶの終点１０９より後方にある。

【００７５】したがって、何らかの理由でＦＶが図９に
示すように中断され、滑らかな曲線を描かないとき、Ｇ
Ｖがあれば、被験者に再度の呼気を強いることなく、Ｆ
Ｖ波形を合成できる。すなわち、曲線１０１のＰＥＦＲ
位１１１より点１０７までの間はＦＶをトレースし、点
１０７から点１０８の間はＦＶ，ＧＶのいずれかをトレ
ースし、そして点１０８から点１１０の間はＧＶをトレ
ースする。

【００７６】これら一連の作業は、図９のようなチャー
ト上、ＦＶおよびＧＶを各々表示し、マニアルでトレー
スし、理想的な合成ＦＶ曲線を描き出すこともできる
が、個別に測定したＦＶおよびＧＶのためのデータをメ
モリ１２４に記憶し、それらを処理回路１２３で再度演
算した後、合成したＦＶ曲線を画面または記録紙等の目
視表示手段１２５に表示することが都合がよい。また既
に記録紙に描かれた一方の曲線を読取装置１２８で読取
り、メモリ１２４にある他方の曲線のデータと合成し、
同様に合成ＦＶ曲線を得ることも考えられる。

【００７７】本発明に従うＦＶ波形合成方法の利点は、
安静呼吸からのＧＶ曲線が得られておれば、最大呼吸か
らＦＶ曲線を得るための流量、気量、測定中、測定が中
断失敗しても、合成ＦＶ曲線が描けるところにある。Ｆ
Ｖ曲線を得るために、測定をわざわざ繰返すことなく、
ＦＶより被験者が容易に得られるＧＶからＦＶ曲線が合
成できる。したがって、最大呼出測定の回数を少なくす
ることができ、老人、病人の負担を軽減する。また必ず
しも呼出を、最後まで行う必要がなく、測定時間の短縮
も望める。

【００７８】実測したＦＶ，ＧＶ曲線の一例を図１０に
示す。図中、ＸはＦＶの急速減衰領域でのＧＶとの交差
点で、図９の点１０８に対応する。ＹはＧＶの終点、最
大呼気位を表し、図９の点１１０に対応する。この例で
は、図９の場合と全く同様にＦＶに、ＸにおいてＧＶを
繋げば、合成ＦＶ曲線を得ることができる。

【００７９】さらに、合成したＦＶ曲線を基にしてｄＶ
（気量）／ｄＦ（流量）指標を演算、プロットすると、
たとえば図１１に示すように、ｄＶ／ｄＦ分布曲線１１
２を得る。図１１は、ｄＶ／ｄＦ曲線１１２、実測ＦＶ
曲線１０１、近似した２次曲線１１３（後述）を表す。
図１０，１１に表示されている曲線例は、それぞれ表
６、表７に示す実測データに由来する。

【００８０】

【表６】

【００８１】

【表７】

【００８２】前記のように、ＦＶ波形の合成、さらに解
析を行い、各種パラメータ（たとえばｄＶ／ｄＦ）を算
出し、肺機能を評価、機能不全の要因の同定を通して、
究極的には、ライフスタイルを含めた健康管理が可能と
なる。以下に２，３の実施の形態を挙げてこの概念に基
づく本発明の実施について説明する。

【００８３】２．ＦＶ波形の２次曲線への近似図８において、ＦＶ曲線の下行脚を示す曲線１０１〜１
０４は次式（３）を用いて２次曲線に近似することがで
きる。

【００８４】ｙ＝ａ０＋ａ１・Ｘ＋ａ２・ｘ² …（３）式（３）において、ｙは流量であり、ｘは相対気量Ｒで
あり、ａ０は定数である。式中の定数項ａ０、１次項の
係数ａ１，２次項の係数ａ２をそれぞれ計算し、ａ１を
縦軸、ａ２を横軸としてプロットすれば、図１２のよう
になる。図中、ライン１１４，１１５は下記のデータ
（表８）に基づくものである。ライン１１６は気管支喘
息発作時の直線を示す。

【００８５】

【表８】

【００８６】ａ１，ａ２を求める演算を図１３に従い、
以下に略述する。図１３は図６に示される処理回路１２
３を係数決定に応用する場合の動作を説明するためのフ
ローチャートである。ステップｎ１からステップｎ２に
移り、流量計１２２によって測定された流量の時間経過
を測定し、次のステップｎ３において気量と流量とを対
応付けてメモリ１２４にストアする。処理回路１２３は
メモリ１２４にストアされている流量気量曲線の下行脚
のピーク位置を検出し、そのときの最大流量ＰＥＦＲお
よびそのときの気量Ｖ１（図８参照）を求める。ステッ
プｎ５では、流量気量曲線の気量に関して、相対気量ま
たは絶対気量のいずれかの選択をする。相対気量Ｒは、
式（４）で示される。

【００８７】Ｒ＝ＶＣＸ／ＶＣ１ …（４）ここでＶＣ１は、図８において下行脚のピーク時の気量
Ｖ１から最大呼気位（ＲＶ位）までの気量であり、ＶＣ１＝ＶＣ−Ｖ１ …（５）ＶＣＸは、それらの点Ａ（ＰＥＦＲ位），Ｂ（ＲＶ位）
間におけるＲＶ位からさかのぼる気量を示す。したがっ
て前述の相対気量は、下行脚のピーク時の気量ＶＣ１を
１．０とし、ＲＶ位を零としたときの気量の度合いを表
している。このような相対気量を採用することによっ
て、多数の被験者相互間の下行脚の評価を相対的に行う
ことができる。絶対気量というのは、各被験者固有の気
量であって、絶対気量に基づく演算をすることによっ
て、各被験者毎の評価を行うことができる。

【００８８】このようにして相対気量Ｒと、それに対応
する流量との組合わせを求めた後、ステップｎ６におい
て、求められた相対気量と流量とから、式（３）の２次
式のあてはめを行う。

【００８９】ステップｎ７では、下行脚にあてはめられ
た２次式の１次項の係数ａ１と２次項の係数ａ２とを演
算した結果の値を採用して、次のステップｎ８では、図
１２に示される表示面上の座標位置＋（ａ２，ａ１）を
表示する。こうしてステップｎ９では一連の動作を終了
する。なお、ステップｎ５で絶対気量が選択されたとき
には、式（３）のｘは、絶対気量となる。

【００９０】このようにして求めた被験者の２次式曲線
を実測のＦＶ曲線と図１１中で対比してある。図中、ラ
イン１１３が計算された２次式曲線を示し、曲線１０１
が実測曲線である。

【００９１】なお、１０次式まで高次の回帰式を求めて
下行脚にあてはめることが可能であるが、２次回帰式で
あてはめても、たとえば６次回帰式であてはめても、近
似度にほとんど差がないので、実務上、簡便な２次式で
近似することが好ましい。

【００９２】３．Ｒ_ATの算出次に、係数勾配指数（Ｒ_AT）を算出する。前記のように
式（３）の１次項係数ａ１と２次項係数ａ２を計算し、
２次元座標軸にａ１を縦軸、ａ２を横軸として表せば図
１４のようになる。原点Ｏ点Ｐ（ａ２，ａ１）を結ぶ直
線ＯＰが横軸（ａ２軸）となす角をθとすれば θ＝ｔａｎ^-1（ａ１／ａ２） …（６）となる。θを度で表し、ａ１とａ２の正負によって異な
る次の式で表されたものを係数勾配指数（Ｒ_AT）とす
る。

【００９３】Ｒ_AT＝θ°／１８０° （ａ１＞０，ａ２＞０：第Ｉ象限） …（７）Ｒ_AT＝１＋（θ°／１８０°）（ａ１＞０，ａ２＜０：第ＩＩ象限） …（８）Ｒ_AT＝−（１−θ°／１８０°）（ａ１＜０，ａ２＜０：第ＩＩＩ象限） …（９）Ｒ_AT＝θ°／１８０° （ａ１＜０，ａ２＞０：第ＩＶ象限） …（10）１秒率ＦＥＶ_1.0%（ＦＥＶとも略する）は、できるだけ
多くを呼気し、これをできるだけ速やかに呼気として排
出したときの最初の１秒間の呼気量と全呼気量（努力肺
活量）との比（百分率）で表示されるので、図６で説明
したスパイロメータによって求めることができる。パイ
ロメーターからのデータに基づいて、ＦＥＶ，Ｒ_ATを求
める演算を図１５に従い、以下に略述する。

【００９４】図１５は、図６に示されるＦＥＶ，Ｒ_ATに
関する処理回路１２３の動作を説明するためのフローチ
ャートである。ステップｐ１でスタートすると、処理回
路１２３内の時計がスタートし、同時に流量計１２２か
ら呼気１０ｍｌ毎に信号が送られてくる。ステップｐ２
で気量と時間とから１０ｍｌ毎の流量を計算し、ステッ
プｐ３で気量と流量とをメモリ１２４に記憶する。ステ
ップｐ４で１秒経過したかどうかを判断し、１秒が経過
しておれば、ステップｐ５でその時までの気量を１秒量
として計算し、ステップｐ６でメモリ１２４に記憶す
る。ステップｐ９で流量が０になったかどうかを判断
し、流量が０になっておれば気量が最大呼気位の残量と
なったと判断し、ステップｐ１０で全呼気量（努力肺活
量）を計算し、ステップｐ１１でメモリ１２４に記憶す
る。ステップｐ９で流量が０にならなければ流量が０に
なるまでステップｐ７とステップｐ８とを繰返す。ステ
ップｐ１２でメモリ１２４に記憶されている流量と気量
とからＦＶ曲線を求め、ステップｐ１３でこれを記録紙
１２７上に記録する。ステップｐ１４でＦＶ曲線を２次
曲線で近似させ、第１次項と第２次項との係数を求め、
さらにＲ_ATを求め、ステップｐ１５でこれをメモリ２４
に記憶する。ステップｐ１６で記憶されている１秒量と
努力肺活量とからＦＥＶを求める。ステップｐ１７でこ
のＦＥＶとＲ_ATとをグラフ化し、ステップｐ１８でこれ
を記録紙１２７上に記録する。ステップｐ１９で一連の
操作を終了する。なお、目視表示手段１２５には、画面
を２分して、一方にＦＶ曲線が、他方にはＦＥＶとＲ_AT
との関係を示すグラフが表示され、切換スイッチによ
り、いずれか一方を拡大表示もできる。

【００９５】４．ＦＥＶとＲ_ATとの相関関係こうして求められたＦＥＶとＲ_ATとを縦軸、横軸として
表示したものが、図１６である。この図では、ＦＥＶと
して努力肺活量の代わりに予測肺活量ＶＣ_Pを用いてあ
るので、ＦＥＶ（ＶＣ_P）として表す。ここで予測肺活
量とは実測肺活量とは異なり、被験者の年令、身長から
予測した肺活量である。図１６中、ライン１１７は非喫
煙者で健康な被験者のものを示し、ライン１１８，１１
９は非喫煙者で気導閉塞を起こしやすい被験者のものを
示す。特に、ライン１１８は、上気道を主体に閉塞を起
こしやすいタイプのものである。一般に、各ラインは左
下がりで左下に行くに従って、気道閉塞性の病変が悪化
する傾向を示す。さらに、曲線ＳＡは健康人（すなわ
ち、気道変化を起こしにくい人）が喫煙をした場合に該
当し、曲線ＳＢは、気道閉塞を起こしやすい人が喫煙を
した場合に該当する。

【００９６】第２象眼下方（図１６左下）の領域は病変
が進行しており、入院して治療が必要な状態である。

【００９７】図１６に表されるＲ_ATとＦＥＶ（ＶＣ_p）
の関係をプロットするのに使用したデータの一例を表９
に示す。

【００９８】

【表９】

【００９９】縦軸としてＦＥＶ（ＶＣ_p）の代わりにＦ
ＥＶ（ｇ）（努力肺活量）を採用し、またはＦＥＶ
（ｔ）（吸気肺活量）を採用すると、両者ともに図１７
のようになる。図中、ライン１３０，１３１および１３
２は図１６においてライン１１７，１１８，１１９にそ
れぞれ対応する。したがってライン１２０は非喫煙者で
健康な被験者のものを表す。図１７に表されるＲ_ATとＦ
ＥＶ（ｇ）またはＦＥＶ（ｔ）との関係をプロットする
のに使用したデータの例を表１０に示す。

【０１００】

【表１０】

【０１０１】図１５において、１秒量としてＦＥＶ
（ｇ），ＦＥＶ（ｔ），ＦＥＶ（ＶＣｐ）とすべて計算
し、ステップｌ６でメモリに記憶しておけば、随意に各
々のＦＥＶ，Ｒ_ATグラフを得られる。これはたとえばフ
ァンクションキーを押すことにより、ＦＥＶ（ｇ）→Ｆ
ＥＶ（ｔ）→ＦＥＶ（ＶＣｐ）とサイクルするように設
定できる。したがって、所望の１秒率（ＦＥＶ）とＲ_AT
の関係がグラフ表示でき、詳細な評価、解析が可能であ
る。

【０１０２】５．換気機能の評価本発明に従うライフスタイル管理のためのＦＥＶ，Ｒ_AT
の相関関係の利用について、さらに説明する。

【０１０３】前述のように、本発明の構成に従って、Ｆ
ＥＶ（たとえばＦＥＶ（ｇ））とＲ_ATとの関係を再度グ
ラフ表示する。図４参照。これ自身は、前述のように気
導閉塞性、気道過敏性の評価に有用であり、被験者の病
変管理を可能にする。

【０１０４】さらに、ＦＥＶおよびＲ_ATを基準にして、
ゾーン化する。ライン２０の右上方領域とＲ_AT≧０．２
以上から成るゾーンをゾーンＡと定義する。このゾーン
にある被験者は健康状態にある。ＦＥＶ８０以上、Ｒ_AT
≧０のゾーンの内ゾーンＡを除外した部分をゾーンＢと
定義する。このゾーンにある被験者は、ライフスタイル
の変更をした方がよい。ＦＥＶ７０以上８０以下、かつ
Ｒ_AT≧０のゾーンとＦＥＶ７０以上、Ｒ_AT≦０のゾーン
を併せ部分をゾーンＣと定義する。このゾーンにある被
験者は、疾病のスクリーニングが必要である。ＦＥＶ５
５以上７０以下のゾーンをゾーンＤ₁と定義する。この
ゾーンにある被験者は疾病の管理を要する。ＦＥＶ４０
以上５５以下のゾーン，ＦＥＶ４０以下のゾーンを夫々
をゾーンＤ₂，Ｄ₃と定義する。このゾーンにある被験者
は入院、通院を要するし、救急処置が必要な場合もあ
る。このようにライフスタイル管理を含めた換気能力評
価ができる。

【０１０５】６．換気機能・ガス交換機能の総合的評価次いで、本発明に従うライフスタイル管理による健康管
理のための換気機能、ガス交換機能（能力とも呼ぶ）の
総合評価について説明する。

【０１０６】前記の換気機能の評価はＲ_ATとＦＥＶ（換
気機能）との関係からライフスタイル管理を目指したも
のであるが、それにガス交換機能（Ｐ′_co，Ｄ′_LCO，
Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_co(22)，Ｄ′_Lco(22)，Ｄ′_LCO／
Ｖ′_A(22)，ＳＰＯ₂）をパラメータとして加え３次元的
に評価すると、呼吸機能検査指標と健康管理がより論理
的に関連づけられる。

【０１０７】図１８は、肺のガス交換機能の指標として
のＣＯ肺拡散能力Ｄ′_LCOまたはＤ_LCOと、そのときの肺
胞気量Ｖ_AまたはＨｅの稀釈からＶ_A′とを求めて、値
Ｄ′_LCO／Ｖ_A′またはＤ_LCO／Ｖ_Aを演算して求めるため
の手法を説明するための図である。

【０１０８】ＣＯ肺拡散能力Ｄ′_LCOまたはＤ_LCOの測定
方法は、１回呼吸（single breath）法が採用され、こ
れは、息こらえ（breath holding）法ともいわれてい
る。被験者は、最大呼気位ＲＶから最大吸気位ＴＬＣま
で一挙に混合ガスを吸入し、この位置で吸気の始めから
正確に１０秒間の呼吸停止をさせる。その後、急速に最
大呼出させ、最初の７５０ｍＬを捨てて、残りの呼気ガ
スをサンプルバッグ３９（次の図１９参照）に集めてガ
ス分析を行う。前記混合ガスは、０．３％ＣＯ、１０％
Ｈｅ、２０％Ｏ₂および７０％Ｎ₂の４者混合ガスであ
る。

【０１０９】ＣＯは肺でとられるのでＦ_ACOは時間とと
もに減少するが、Ｈｅは肺でとられないので時間によっ
て変わらない。呼出Ｈｅ濃度をＦ_AHeとすると、ｔ＝０
におけるＦ_ACO（０）はＦ_ACO（０）＝Ｆ_ICO・Ｆ_AHe／Ｆ_IHe …（11）として求められる。定義よりＤ_LCO＝Ｖ″_CO／Ｐ_ACO …（12）である。Ｖ″_COはＶ_COの１階微分である。この式にＶ″_CO＝−ｄＶ_CO（ｔ）／ｄｔＰ_ACO＝Ｐ_ACO（ｔ） …（13）を代入するとｄＶ_CO（ｔ）／ｄｔ＝−Ｄ_LCO・Ｐ_ACO（ｔ） …（14）となる。ここで、Ｖ_CO（ｔ）＝Ｆ_ACO（ｔ）・Ｖ_A（ｔ） …（15）であるから、ｄＶ_CO(ｔ)／ｄｔ＝Ｆ_ACO(ｔ)・ｄＶ_A(ｔ)／ｄｔ＋Ｖ_A(ｔ)・ｄＦ_ACO(ｔ)／ｄｔ …（16）であり、Ｖ_A（ｔ）＝一定 …（17）なら、ｄＶ_A（ｔ）／ｄｔ＝０ …（18）であるからｄＶ_CO（ｔ）／ｄｔ＝Ｖ_A・ｄＦ_ACO（ｔ）／ｄｔ …（19）またＰ_ACO（ｔ）＝（Ｐ_B−４７）Ｆ_ACO（ｔ） …（20）この２つを上式に代入すると

【０１１０】

【数１】

【０１１１】これがＫｒｏｇｈの式である。ｔを秒にす
ると、

【０１１２】

【数２】

【０１１３】ＦＡＣＯ（０）に上式（10）を代入する
と、

【０１１４】

【数３】

【０１１５】Ｖ_Aの単位はｍｌＳＴＰＤで、ｔ＝１０秒
として、Ｄ_LCO（ｍｌ・ｍｉｎ^-1・ｔｏｒｒ^-1）を計算
で求めることができる。

【０１１６】Ｄ_LCOは式（23）で計算されるが、Ｖ_Aの求
め方に２通りある。第１の求め方は、Ｄ_LCO測定時の吸
入気量（Ｖ_I）に予め測定しておいた残気量（ＲＶ）を
加えて、肺胞気量（Ｖ_A ）を求める。通常ＲＶ位からＴ
ＬＣ位までの吸入なのでＶ_I は吸気肺活量に、Ｖ_A は全
肺気量（ＴＬＣ）にほぼ等しい値となる。第２の求め方
は、Ｄ_LCO の測定時のＨｅの稀釈から次式でＶ_A を測定
する方法がある。この場合には通常のＶ_Aと区別するた
めに、Ｖ_A′で表すのが一般的である。

【０１１７】Ｆ_IHe（Ｖ_I−Ｖ_D）＝Ｆ_AHe・Ｖ_A′ …（24）の関係が成立する。これより、Ｖ_A′＝Ｆ_IHe（Ｖ_I−Ｖ_D）／Ｆ_AHe …（25）となる。この場合Ｖ_Iに比べるとＶ_Dはきわめて小さいの
で、Ｖ_I−Ｖ_D≒Ｖ_I …（26）とすることができる。

【０１１８】Ｖ_A′＝Ｖ_I・Ｆ_IHe／Ｆ_AHe …（27）でＶ_A′を求める。Ｖ′を式（23）のＶ_Aに代入した場合
Ｄ′_LCOとして、通常のＤ_LCOと区別する。

【０１１９】一酸化炭素較差ＣＯ分圧Ｐ′_COおよびＰ′
_co(22)が次式（28），（29）で示される。

【０１２０】

【数４】

【０１２１】Ｐ′_CO(22)＝（Ｐ′_co／ＢＭＩ）×２２ …（29）前式中、ＢＭＩはＢｏｄｙＭａｓｓＩｎｄｅｘの略
で肥満度を表し、体重（ｋｇ）／身長（ｍ）²で算出さ
れる指標である。

【０１２２】したがってＰ′ｃｏ₍₂₂₎は標準体重基準化
Ｐ′ｃｏとも呼ばれる。

【０１２３】同様にＤ′_LCO，Ｄ′_LCO／Ｖ_Aも次式（3
0），（31）に従い、標準体重基準化することができ
る。

【０１２４】Ｄ′_LCO(22)＝（Ｄ′_LCO／ＢＭＩ）×２２ …（30）Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)＝（Ｄ′_LCO／Ｖ′_A／ＢＭＩ）×２２ …（31）Ｄ′_LCO(22)，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)は夫々標準体重基準
化Ｄ′_LCO(22)，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)とも呼ばれる。

【０１２５】式（28）、肺胞におけるガス交換状態の推
移を表し、単位時間当りの一酸化炭素の分圧差で、単位
はｍＴｏｒｒ／ｓｅｃである。式（28）の第１項（０．
３０／Ｆ_ICO）は、吸気ガス中の一酸化炭素濃度を０．
３０（％）に補正する項である。第２項（Ｐ_B−４７）
は、肺中における全乾ガスの圧力である。第３項の前半
｛Ｆ_ICO×Ｆ_AHe／Ｆ_IHe｝は、初期（ｔ＝０）における
肺中の一酸化炭素の濃度であり、Ｆ_ACOは、終期におけ
る肺中の一酸化炭素の濃度である。これらに（Ｐ_B−４
７）を掛けたものが肺中の初期と終期との一酸化炭素の
分圧である。第４項の分子１０は、圧力をＴｏｒｒから
ｍＴｏｒｒ（ミリトール）にするために１０００倍し、
ガス濃度が％表示であるので１００で割ったもの、すな
わち１０００／１００＝１０である。

【０１２６】前述のように、式（29）は標準体重に基準
化した単位時間当たりの一酸化炭素の分圧差で単位はｍ
ＴＯＲＲ／ｓｅｃである。

【０１２７】式（29）の第１項は単位ＢＭＩ当たりの
Ｐ′ｃｏで身長（ｍ）と体重（ｋｇ）で補正して、他と
比較できる利点を有する。

【０１２８】図１９は、本発明の一部を構成する換気機
能、ガス交換機能の測定装置の全体の系統図である。被
験者の換気機能およびガス交換機能の同時的な、したが
って同一検査体系での測定を行うために、被験者は口に
管１２１をくわえる。混合ガス源１４０からは第１切換
え弁１４１に前記混合ガスを供給する。第１切換え弁１
４１には呼気の流量を計測する流量計１２２が接続さ
れ、その流量計１２２の出力は処理回路１２３に与えら
れ、流量と気量とが時間経過に伴ってサンプリングされ
て読取られる。流量計１２２からの呼気は、管路１４２
から第２切換え弁１４３に導かれ、この第２切換え弁１
４３は、管路４２からの呼気を管路１４４から大気放散
し、または管路１４５を経て可撓性のあるサンプリング
バッグ１３９に導く。バッグ１３９内の呼気のＣＯ濃度
は、ＣＯ濃度検出手段１４６によって検出され、またＨ
ｅの濃度はＨｅ濃度検出手段１４７によって検出され、
それらの各濃度検出手段１４６，１４７の出力は処理回
路１２３に与えられる。

【０１２９】図２０は、図１９に示される処理回路１２
３の動作を説明するためのフローチャートである。ステ
ップｏ１からステップｏ２に移り、第１切換え弁１４１
を第１位置１４１ａから第２位置１４１ｂに切換え、被
験者は管１２１を口にくわえた状態で混合ガス源１４０
からの混合ガスを最大呼気位ＲＶから最大吸気位ＴＬＣ
まで一挙に吸入し、この位置で吸気の始めから正確に１
０秒間の呼吸停止をさせる。次に、ステップｏ３におい
て第１切換え弁１４１を第１位置１４１ａに切換え、こ
のとき第２切換え弁１４３は第１位置１４３ａとしてお
き、急速に最大呼出させる。このときステップｏ４で
は、流量計１２２による呼気の流量の時間経過を測定
し、メモリ１２４にストアする。ステップｏ５において
呼気の最初から７５０ｍＬを測定し、その７５０ｍＬ分
の呼気は、第２切換え弁１４３の第１位置１４３ａから
管路１４４を経て大気放散される。次のステップｏ６で
は、第２切換え弁１４３を第２位置１４３ｂに切換え、
ステップｏ７では、残りの呼気ガスをバッグ１３９に管
路１４５を経て１０００ｍＬを貯留し、そのときにおい
てもまたステップｏ８では、流量計１２２の計測値を時
間経過に伴って測定してメモリ１２４にストアしてお
く。ステップｏ９では、ステップｏ７において１０００
ｍＬの計測後に、第１位置１４３ａに切換えて、残りの
呼気を大気放散させ、このときにおいてもまた流量計１
２２の計測値は処理回路１２３からメモリ１２４にスト
アされる。こうして気量と流量とが対応づけてメモリ１
２４にストアされることになる。

【０１３０】処理回路１２３には陰極線管または液晶表
示素子などを用いた目視表示手段１２５が備えられ、そ
の表示面１２６には、前述の表示図面などを表示するこ
とができる。また記録紙１２７に、既に測定してある流
量気量曲線が描かれているときには、その記録紙１２７
を、光学的に読取る読取手段１２８に供給してその記録
紙１２７に記録されている流量気量曲線を読取り、メモ
リ１２４にストアすることもまた可能である。

【０１３１】処理回路１２３は、ステップｏ１０でメモ
リ１２４にストアされている流量気量曲線の下行脚のピ
ーク位置を検出し、そのときの最大流量ＰＥＦＲおよび
そのときの気量Ｖ１を求める。ステップｏ１１では、流
量気量曲線の気量に関して、相対気量または絶対気量の
いずれかの選択をする。

【０１３２】このようにして相対気量Ｒと、それに対応
する流量との組合わせを求めた後、ステップｏ１２にお
いて、求められた相対気量と流量とから、２次式のあて
はめを行う。

【０１３３】ステップｏ１３では、下行脚にあてはめら
れた２次式の１次項の係数ａ１と２次項の係数ａ２とを
演算した結果の値を採用して、係数勾配指数Ｒ_ATを求め
る。次のステップｏ１４に従って、１秒率ＦＥＶを計算
する。ステップｏ１１で絶対気量が選択されたときに
は、２次式変数ｘは、絶対気量となる。

【０１３４】ステップｏ１５では、Ｄ_LCO，Ｄ_LCO／
Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_CO(22)，Ｄ′_LCO／Ｖ′
_A(22)等パラメータの演算を行い、ステップｏ１６で
は、図２１に示されるような３次元表示を行う。このよ
うにして、図２０のステップを用いて時系列的な換気機
能とガス交換機能とを測定することによって、図２１に
示されるように、３次元の表示を行うことができる。こ
のような図２１に示される３次元表示は、表示手段１２
５によって達成される。

【０１３５】ＦＥＶ−Ｒ_ATの表示と同様にＤ_LCO，Ｄ_LCO
／Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_CO(22)，Ｄ′_LCO／Ｖ′
_A(22)をステップｏ１５でメモリに記憶しておけば、随
意にそれぞれをＺ軸とする３次元表示グラフが得られ
る。これは、たとえばファンクションキーを押すことに
より、Ｄ_LCO→Ｄ_LCO／ＶＡ→Ｄ′_LCO／Ｖ′Ａ→Ｐ′
_CO(22)→Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)とサイクルするように設定
する。

【０１３６】本発明の好ましい実施の形態によれば、図
２０のステップｏ１６で各種パラメータを３次元表示す
る前にＦＥＶとＲ_ATをまず２次元表示して、前記のよう
に被験者の属するゾーンを同定する。ゾーンにより、３
次元表示の際のＺ軸パラメータとしてＤ_LCO，Ｄ_LCO／
Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_CO(22)，およびＤ′_LCO／
Ｖ′_A(22)の群の中から最も最適なガス交換機能指標を
選び、ステップｏ１６で３次元表示を実施する。

【０１３７】したがって、ステップｏ１５で２次元表示
の結果から特定のパラメータのみを演算するような構成
とすることができるし、またすべてのパラメータを計算
後、メモリ１２４にストアし、所望のＺ軸パラメータの
みを取出し、３次元表示を完成するような構成とするこ
とができる。いずれにしろ被験者の所属する健康グルー
プにより、所望のＺ軸パラメータ（ガス交換機能指標）
を選択できる。

【０１３８】以上、本発明の装置あるいは方法を実施例
を用いて説明したが、本発明の範囲は開示した具体例に
限定されない。

【０１３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被験者の
呼気データに基づき、呼吸機能の空間概念化を図り、各
呼吸機能指標（換気機能指標、ガス交換機能指標、ガス
輸送機能指標、代謝機能指標）と生活習慣を関連づけて
各機能を総合的に評価し、呼吸機能からみた健康管理が
できる。

【０１４０】

【０１４１】さらに特定的には、中高年の酸素消費能力
の改善を図り、代謝機能を含めた呼吸器の健康管理がで
き、さらにライフスタイル管理もできる。

【０１４２】加えて、アレルギー素因に基づく形態変
化、酸素消費供給能について若年者の初期値を把握し、
健康危険度の評価が可能となる。

【０１４３】さらに本発明は、地域医師会、地域産業保
健センター、市町村保健センターを母体とする集団（地
域、職域、医療集団）の健康管理活動（健康教育、健康
管理、プライマリケア、集団管理）の促進に寄与する。
その結果、代謝を含めた呼吸器の健康管理により、中高
年者ないしは高齢者に対して疾病予防とともに健康の維
持増進に大きく貢献ができ、ひいては国民医療費の削減
も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】呼吸機能における換気機能、代謝機能等各機能
の相関関係を表す図である。

【図２】本発明の気相系呼吸機能検査システムの主要部
のブロックダイヤグラムである。

【図３】Ｖ′_O2，Ｖ′_CO2測定装置の一例のブロックダ
イヤグラムである。

【図４】ＦＥＶ₁％（ｇ）とＲ_ATの相関関係図をゾーン
化して表示した図である。

【図５】呼吸機能と生活習慣との関係を空間概念化した
模式図である。

【図６】ＦＶ曲線を得るための装置の電気的な構成を示
すブロック図である。

【図７】図６に示す処理回路１２３を作動させＦＶ曲線
を表示するときのフローチャートである。

【図８】被験者の呼気のＦＶ曲線を模式的に示す図であ
る。

【図９】本発明に従い、ＦＶ曲線を合成する模式図であ
る。

【図１０】ＦＶ，ＧＶ両曲線の一例を示す図である。

【図１１】本発明に従いＦＶ波形の解析、合成を行った
一例を表示した図である。

【図１２】本発明に従う２次回帰式の係数相関図（ａ
１，ａ２）を示す図である。

【図１３】本発明に従って、処理回路１２３を作動させ
ａ１，ａ２を演算、表示するときのフローチャートであ
る。

【図１４】本発明に従う２次曲線の１次項の係数ａ１と
２次項の係数ａ２と係数勾配指数Ｒ_ATの関係を表す図で
ある。

【図１５】本発明に従って、処理回路１２３を作動させ
ａ１，ａ２，Ｒ_ATを演算、表示するときのフローチャー
トである。

【図１６】本発明に従つて、ＦＥＶ（ＶＣｐ）とＲ_ATＴ
の関係を示す一例を表示した図である。

【図１７】本発明に従ってＦＥＶ（ｇ）またはＦＥＶ
（ｔ）とＲ_ATの関係を表す一例を表示した図である。図
である。

【図１８】本発明に従って、１回呼吸法を説明するため
の模式図である。

【図１９】本発明に従う呼吸機能、ガス交換機能測定装
置の全体の構成を示す系統図である。

【図２０】本発明に従って、処理回路１２３を作動さ
せ、Ｒ_AT，ＦＥＶ，Ｄ_LCO，Ｄ_LCO／Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′
_A，Ｐ′_CO(22)，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)を演算、さらに３
次元表示するときのフローチャートである。

【図２１】本発明に従って、換気機能指標とガス交換機
能指標を３次元表示した図である。

【符号の説明】

１１運動手段１２マウスピース１３運動負荷器１４サンプリングチューブ１５フローセンサ１６赤外線式ＣＯ₂センサ１７ジルコニア式Ｏ₂センサ１８マイクロコンピュータ１９ディスプレイ２０被験者２１Ｖ′_O2，Ｖ′_CO2測定装置１２１管１２２流量系統１２３処理回路１２４メモリ１２５表示手段１２６表示面１２７記録紙１２８読取装置１４０混合ガス源１４１第１切換手段１４３第２切換手段１４６ＣＯ濃度検出手段１４７Ｈｅ濃度検出手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被験者の換気機能指標および／またはガ
ス交換機能指標を測定、演算、解析、表示する演算処理
部を備える第１検査手段と、前記演算処理部に接続されていてもよく、被験者の代謝
機能指標を測定、演算、表示する第２検査手段と、第２検査手段に接続され、被験者がその上で運動する運
動負荷手段と、被験者のガス輸送機能指標を測定、演算する第３検査手
段とを含むことを特徴とする呼吸機能からみた総合的健
康管理のための気相系呼吸機能検査システム。
【請求項２】さらに、被験者の換気機能指標を測定、
演算、解析、表示する第４検査手段を含む請求項１記載
の気相系呼吸機能検査システム。
【請求項３】さらに、被験者の筋力を測定する筋力測
定手段を含む請求項１または２記載の気相系呼吸機能検
査システム。
【請求項４】さらに、被験者の運動時の血圧を測定す
る血圧測定手段を含む請求項１〜３のいずれかに記載の
気相系呼吸機能検査システム。
【請求項５】換気機能指標がＦＥＶ_1%またはＲ_ATであ
り、ガス交換指標がＤ_LCO，Ｄ_LCO／Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′
_A，Ｐ′_CO(22)，およびＤ′_LCO／Ｖ′_A(22)から成る群
より選ばれる１種以上であり、代謝機能指標がＶ′_O2，
Ｖ′_CO2，ＡＴおよびＲから成る群より選ばれる１種以
上であり、そしてガス輸送機能がＳＰＯ₂である請求項
１〜４のいずれかに記載の気相系呼吸機能検査システ
ム。
【請求項６】ガス交換指標が、Ｐ′_CO(22)またはＤ′
_LCO／Ｖ′_A(22)である請求項５に記載の気相系呼吸機能
検査システム。
【請求項７】運動負荷手段がトレッドミル負荷装置ま
たはエルゴメータ負荷装置である請求項１〜４のいずれ
かに記載の気相系呼吸機能検査システム。
【請求項８】被験者の筋力が握力である請求項３記載
の気相系呼吸機能検査システム。
【請求項９】（ａ）３次元直交座標系のＸ軸正方向を
第１換気機能指標とし、Ｘ軸負方向をガス輸送機能指標
とし、Ｙ軸正方向を第２換気機能指標とし、Ｙ軸負方向
を代謝機能指標とし、Ｚ軸正方向をガス交換指標とし、
Ｚ軸負方向を筋力として呼吸機能の関わる３次元空間を
形成すること、（ｂ）前記３次元空間を８分割し、Ｘ軸正、Ｙ軸正、Ｚ
軸正方向で囲まれる分割空間を第１空間とし、Ｘ軸正、
Ｙ軸正、Ｚ軸負方向で囲まれる分割空間を第２空間と
し、Ｘ軸正、Ｙ軸負、Ｚ軸正方向で囲まれる分割空間を
第３空間とし、Ｘ軸正、Ｙ軸負、Ｚ軸負方向で囲まれる
分割空間を第４空間とし、Ｘ軸負、Ｙ軸正、Ｚ軸正方向
で囲まれる分割空間を第５空間とし、Ｘ軸負、Ｙ軸正、
Ｚ軸負方向で囲まれる分割空間を第６空間とし、Ｘ軸
負、Ｙ軸負、Ｚ軸正方向で囲まれる分割空間を第７空間
とし、そしてＸ軸正、Ｙ軸負、Ｚ軸負方向で囲まれる分
割空間を第８空間とすること、（ｃ）被験者の呼気データから、第１換気機能指標、第
２換気機能指標、ガス交換指標、ガス輸送機能指標、代
謝機能指標を各々求め、前記指標および被験者の筋力値
を前記３次元直交座標系に３次元座標表示し、被験者の
属する空間を同定すること、そして（ｄ）３次元座標表示された結果および前記被験者の属
する空間の特性から被験者の呼吸機能を総合的に評価す
る以上の（ａ）〜（ｄ）のステップから成ることを特徴
とする呼吸機能からみた総合的健康管理の方法。
【請求項１０】第１換気機能指標がＲ_AT、第２換気機
能指標がＦＥＶ_1%、ガス交換機能指標がＤ_LCO，Ｄ_LCO／
Ｖ_A，Ｄ′_LCO／Ｖ′_A，Ｐ′_CO(22)およびＤ′_LCO／Ｖ′
_A(22)から成る群より選ばれ、代謝機能指標がＶ′_O2，
Ｖ′_CO2，ＡＴおよびＲから成る群より選ばれ、ガス輸
送機能指標がＳＰＯ₂である請求項９記載の呼吸機能か
らみた総合的健康管理の方法。
【請求項１１】ガス交換機能指標がＰ′_CO(22)または
Ｄ′_LCO／Ｖ′_A(22)であり、代謝機能指標がＶ′_O2であ
る請求項１０記載の呼吸機能からみた総合的健康管理の
方法。
【請求項１２】筋力が握力である請求項１０または１
１記載の呼吸機能からみた総合的健康管理の方法。
【請求項１３】前記（ｃ）ステップの代わりに、（Ｃ′１）被験者の呼気データからＲ_AT，ＦＥＶ_1%を求
めさらに、前記指標をＸ軸−Ｙ軸平面に２次元表示し、
そして（Ｃ′２）前記２次元座標面上に予め設定した（Ａ）健
康、（Ｂ）ライフスタイル管理、（Ｃ）スクリーニング
および（Ｄ１−３）疾病管理の各ゾーンから成る健康管
理ゾーンとステップ（Ｃ′１）で得られる２次元座標表
示のマッチングを行い、その結果が（Ａ）ゾーンであるとき、前記指標および被
験者の筋力値を第２空間に３次元座標表示すること、以上の（Ｃ′１）および（Ｃ′２）から成るステップを
実行する請求項１０記載の呼吸機能からみた総合的健康
管理の方法。
【請求項１４】前記（ｃ）ステップの代わりに、（Ｃ″１）被験者の呼気データからＲ_AT，ＦＥＶ_1%を求
め、前記指標をＸ軸−Ｙ軸平面に２次元表示し、そして（Ｃ″２）前記２次元座標面上に予め設定した（Ａ）健
康、（Ｂ）ライフスタイル管理、（Ｃ）スクリ−ニング
および（Ｄ１−３）疾病管理の各ゾーンから成る健康管
理ゾーンとステップ（Ｃ″１）の２次元座標表示のマッ
チングを行い、その結果が（Ｂ）ゾーンであるとき、さらに被験者の呼
気データからＰ′_CO(22)および／またはＤ′_LCO／Ｖ′
_A(22)を求め、いずれか一方の指標を前記指標と合わせ
て第１空間に３次元座標表示すること、以上の（Ｃ″１）および（Ｃ″２）から成るステップを
実行する請求項１１記載の呼吸機能からみた総合的健康
管理の方法。
【請求項１５】前記（Ｃ″２）ステップでさらに筋力
値を第２空間に３次元座標表示する請求項１４記載の呼
吸機能からみた総合的健康管理の方法。
【請求項１６】前記（Ｃ）ステップの代わりに、（Ｃ′′′１）被験者の呼気データからＲ_AT，ＦＥＶ₁
％を求め、前記指標をＸ軸−Ｙ軸平面に２次元表示し、
そして（Ｃ′′′２）前記２次元座標面上に予め設定した
（Ａ）健康、（Ｂ）ライフスタイル管理、（Ｃ）スクリ
−ニングおよび（Ｄ１−３）疾病管理の各ゾーンから成
る健康管理ゾーンとステップ（Ｃ″１）の２次元座標表
示のマッチングを行い、その結果が（Ｃ）または（Ｄ１−３）ゾーンであると
き、さらに被験者の呼気データからＰ′_CO(22)および／
またはＤ′_LCO／Ｖ′_A(22)、ならびにＶ′_O2、および／
またはＡＴ、加えてＳＰＯ₂ を求め、各々の指標を
（ｂ）ステップで形成した対応する空間に３次元座標表
示すること、以上の（Ｃ′′′１）および（Ｃ′′′２）から成るス
テップを実行する請求項１１記載の呼吸機能からみた総
合的健康管理の方法。
【請求項１７】前記（Ｃ′′′２）ステップでさらに
筋力値を第２空間、第４空間、第６空間、第８空間の１
つ以上の空間に３次元座標表示する請求項１６記載の呼
吸機能からみた総合的健康管理の方法。